聚光照射法生产太阳能电池

2011-12-22 20:01| 发布者: apple| 查看: 394| 评论: 0|原作者: apple|来自: 人民网

摘要: 一直以来，生产太阳能电池都需要通过高温加热这道工序，通常硅片的温度超过1000度，但这一步骤会消耗大量的能量。日前，美国国家能源部可再生能源实验室(NREL)找到了一个应对这一问题的解决方法，用光代替热，直接照 ...

一直以来，生产太阳能电池都需要通过高温加热这道工序，通常硅片的温度超过1000度，但这一步骤会消耗大量的能量。日前，美国国家能源部可再生能源实验室(NREL)找到了一个应对这一问题的解决方法，用光代替热，直接照射硅片，从而达到提升温度的效果。

NREL的科研人员表示，聚集光线直接对准硅片进行照射，从而完成“加热升温”的流程，是一种更为高效的方法。据悉，NREL已经研发出了把光线聚集在一起的光学炉，同样的流程，该光学炉只需耗费传统炉子一半的能量。

　　“这一光学炉是使用高反光耐热陶瓷制成的，只为确保炉内壁不吸光，让硅片完全吸纳光线。”NREL负责该光学炉研发的研究员布珊·索珀里表示。

　　通过精确设计炉子内部的形状，科研人员可以精确控制光线聚集位置，确保硅片受热均匀。而且由于硅片边缘散热快，所以还要确保这些位置可以接收更多的光线。

　　在这一照射过程中，会减少硅片的热应力，精确控制加热诱发的化学反应、掌控加热时间和速度，从而稳步提高电池效率。此外，这一过程还能引发氧化反应，通常来讲氧化只有少数制造商使用，因为主要用在高端的太阳能电池生产上。但通过这一工艺，会让生产成本降低，吸引更多制造商的视线。

　　另外，聚光照射法还可以利用光线把残留在硅片上的一些物质彻底去除，在减少能量浪费的同时，进一步提高成品电池的发电效率。

　　然而，这项工艺尚不成熟，仍然处在早期研发阶段。NREL表示，目前只是提高了效率，而且幅度并不明显，仅仅较普通的太阳能电池提高了0.5%。不过，根据多番试验测试和评估，科研人员发现，这项工艺可以使电池效率提高4个百分点，即原来只有16%的效率可以提升至20%。

　　为何4%很难达到？NREL表示，这一新工艺只是制造电池的一个步骤，而它现在还不能完全兼容传统的制造工艺，未来科研人员会努力改进其他步骤，以充分利用这种照射法。

　　业内人士认为，不管是0.5%，还是4%，这在太阳能产业是个值得嘉奖的研发。目前的0.5%的增幅已经是一个壮举了。

　　索珀里透露，这一工艺可以更好地利用光子效应，胜过快速热处理炉。因为光子与硅相互作用，可能会使有害杂质如铁等流出材料，同时保留一些有用成分，比如硼，这是太阳能电池正常运行所需要的。

　　另悉，NREL已经与先进光学系统公司（Advanced Optical Systems）联手，共同着手研发了一种新机器，把每次只能加工一片硅片，提高到2000片，这样的规模十分可观。事实上，要与低价的传统光学炉相竞争，聚光照射的光学炉必须具备实际、经济的特点。

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